基于STAP的高频雷达电离层杂波抑制方法研究

【摘要】： 利用垂直极化电磁波可以沿海面绕射而且低损耗的特点,高频地波雷达能够提供视距外的海洋环境探测以及水面目标的检查和跟踪。而且它还有经济、实时和全天候等优点,但是电离层杂波的存在会使高频地波雷达的检测和跟踪目标的性能严重降低。本文将使用STAP方法抑制电离层杂波,从研究全空时自适应算法入手,引出降维自适应处理——JDL算法,并提出了一种改进算法,通过仿真说明了这两种算法的性能。 首先,介绍了全空时自适应算法的原理,然后通过对干扰协方差矩阵的特征分解证明了幅相不一致性和线性阵列自校正算法校正残差对STAP算法的影响。针对直接用干扰协方差矩阵的最大似然法估计的SMI法的缺点提出了种计算简单的改进算法CMT's,并通过仿真证明了该算法的优越性。最后分析了全空时自适应算法在高频地波超视距雷达系统应用中的困难,指出了降维STAP算法用于高频雷达系统的可行性。 然后,将降维STAP算法应用于高频地波超视距雷达中。先给出了杂波局域自由度的概念并分析了电离层杂波局域自由度的特性。随后介绍了JDL算法的概念,并通过对理想点目标和实际目标的实验,证明了JDL算法能有效的抑制电离层杂波,并将CMT's法应用于JDL算法中提出了JDL-CMT算法,新算法能够用更少的训练样本数取得更好的效果。这些实验同时说明了谨慎选取训练样本和局域对算法取得良好的性能非常重要,以及JDL算法应用于不同质杂波区域的局限性。